设计模式实现ECharts在GIS中的快速应用

谢祎 杨建钦 岳翔 呼和

摘要：针对服务GIS平台，本文研究了GIS结合ECharts实现统计图功能的技术与方法。着重阐述了通过两种设计模式重新构造创建和调用插件接口，并提出了设计重构接口的原则和思路。最后通过项目实践验证了在这些原则思路在GIS平台中的推广应用中的效果及意义。

关键词：海洋石油;GIS平台;ECharts;设计模式

中图分类号：TP391  文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）24-0018-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

基于纯Web前台技术的GIS平台作为一种跨平台、可运行于移动设备的新型可视化工具，目前在海洋石油很多系统中得到了广泛的应用，为海洋石油中下游信息化提供了强大的GIS图形化支撑。统计图以其形象具体、简明生动、通俗易懂、一目了然的特点成在很多信息化应用中成为必备的功能。在海洋石油使用GIS平臺的众多应用中都提出了对统计图功能的需求。

本文介绍了利用软件设计模式中的工厂及外观模式对现目前流行的ECharts统计图开源代码包进行重新包装设计，为功能使用者提供能方便融入现有GIS平台、针对业务逻辑的、简单易用的调用接口，为现有系统使用开源代码扩展新功能提供了一种成熟可行的思路。

1 研究思路及实现步骤

1.1 研究思路

GIS平台作为一个跨专业、多应用和集中展示的海洋石油专业业务的综合工作平台，服务于海洋石油勘探开发业务的科研、管理及决策工作。该平台在海油勘探、开发等专业已经有很好地应用，并取得了很好的效果。基于多个应用需求，GIS急需在平台中加入统计图功能。经过调研，ECharts开源库成为最优方案。ECharts是一个当前流行功能强大的统计图表可视化开源功能库，使用纯Web前端技术实现，可以流畅地运行在 PC 和移动设备上，兼容当前绝大部分浏览器（IE8/9/10/11，Chrome，Firefox，Safari等），提供直观，交互丰富，可高度个性化定制的数据可视化图表以及常规的折线图、柱状图、散点图、饼图、K线图，非常契合当前GIS平台对统计图功能的使用要求。实现统计图功能的思路就是将ECharts开源包融合进GIS平台，并给统计功能使用者提供简单易用的调用接口。

1.2 面临的问题

由于ECharts功能强大，覆盖领域较广，导致其参数系统设置复杂，学习使用较为困难，需要有经验的开发者经过较长时间习才能掌握。另外ECharts还需要和现有GIS平台融合，这需要二次开发人员对GIS平台本身有较深入了解，这在实际应用中就大大增加了使用难度，延长了开发周期，增加了开发成本，不利于其在各专业系统的推广应用。为了解决上述问题，首先要实现GIS平台和ECharts整合，让后续使用该功能的开发者无须关注ECharts融入GIS平台的细节。第二，对于最需要花时间进行学习设置的复杂参数进行接口简化，让后继开发者只需关注和实际业务逻辑相关的统计数据、标题等参数设置。

2 实现步骤

2.1 使用工厂模式对创建过程进行封装

对于ECharts的整合问题，我们决定采用软件设计中的工厂模式，工厂模式是一种实例化对象模式，是用工厂方法代替new操作的一种模式，在工厂模式中，我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑，而是通过使用一个共同的接口来返回新创建的对象。

在具体实现中，创建能被GIS使用的ECharts实例的复杂逻辑被隐藏在创建工厂中，二次开发人员在创建ECharts只需要编写简单代码，如下所示：

var myEChart = L.echartsFactory.createInstance（[30， 118]， [160， 160]， map， "marker002"）;

调用者只需指定要显示的位置、大小、以及可后继对其进行操控的ID，即可创建出已经和GIS平台融合好的ECharts实例。使用者完全不用关注ECharts和GIS平台的融合问题。

2.1.2 使用外观模式重新设计调用接口

对于ECharts原有功能调用接口过于复杂，需要大量时间学习才能掌握的问题。我们运用外观模式对调用接口进行了重新封装设计。外观模式（Facade Pattern）属于结构型设计模式，它向现有的系统添加一个接口，来隐藏系统的复杂性，降低访问复杂系统的内部子系统时的复杂度，简化客户端与之的接口。这种模式涉及一个单一的类，该类提供了客户端请求的简化方法和对现有系统类方法的委托调用。

如图1所示，在原有设计中，用户调用系统功能时，每个用户对各子系统以及子系统间的相互关系都要进行学习了解，这直接导致开发难度加大，开发周期变长。且用户程序和各系统间形成紧耦合，不利于将来的系统升级维护。

图2的方案用外观模式加了统一的高层接口，该高层接口负责和子系统进行交互，每个用户不必需要了解子系统的细节，只需调用这个经过简化的面向业务逻辑高层接口就可以。在GIS项目的具体实施中，我们给ECharts设计添加了外层装饰类（EChartsDecorator），对外只提供设置统计数据、设置统计图标题、显示、关闭等和业务逻辑相关的接口。调用者不必关注ECharts内部技术细节，让开发人员很短时间内就能学习掌握，大大提高了开发效率。 示例代码：

myEChart.setTitle（'我的项目图1'）; //设置统计图标题

myEChart.setXAxis（['地质储量（公司）'， '地质储量（国家）'， '技术可采（公司）'， '技术可采（国家）'， '经济可采（公司）'， '经济可采（国家）'， '经济可采（上市）']）; //设置X轴各列名称

var series = [ //统计数据

{ name： 'P1'， data： [xxxxxx.x， xxxxxx.xx， xxxxxxx.xx， xxxxx.xx， xxxxx.xx， xxxxx.xx， xxxxx.xx]，}，

{ name： 'P2'， data： [xxxxxx.xx， xxxxx.xx， xxxxx.xx， xxxxx.xx， xxxx.x， x， xxxx.xx]， }，

{ name： 'P3'， data： [xxxxx.xx， xxxxx.xx， xxxxx.xx， xxxx.xx， x.xx， x， xxx.xx]， }，

];

myEChart.setSeriesData（series）; //设置统计数据

myEChart.showChart（）; //开始显示统计图

如上例代码所示，后续开发者只需提供具体的统计图数据、统计图名称、坐标名称等和用户业务逻辑相关的参数，即可实现统计图功能。调用接口直观易懂，开发人员很容易理解掌握，短时间内就可实现项目需求，方便了其在各专业项目的推广使用。

2.2 应用效果

如图3所示，GIS平台主界面的是海洋石油海域GIS遥感底图。粉红色多边形是加载的油气田空间对象，上面显示的則是其生产数据相关的统计图（虚构数据）。目前GIS平台的统计功能已应用于公司的油气储量评估及管理系统，并取得了良好的应用效果。

3 应用意义

针对海洋石油勘探专业的需求目标，为原有的GIS添加了统计图功能接口。其重要的实用意义在于：

1） GIS平台有了浏览空间对象的统计图功能，大大增强了GIS平台满足应用需求的能力。

2）并且通过此次实践，摸索出了一套简化复杂接口的模式。大大缩短了未来开发者学习使用GIS统计功能的周期，方便了GIS平台的推广应用，这种设计原则非常适合应用于GIS平台未来新功能接口的开发。

参考文献：

[1] 张云飞，张钦，杨建钦，等. 基于空间对象的公共GIS模型及其在海洋石油信息化中的应用.中国海上油气，2009 21（3）; 211-214.

[2] ECharts2.0 官网[EB/OL]. http：//echarts.baidu.com/echarts2/index.html

[3] [日] 结城浩. 图解设计模式[M].北京：人民邮电出版社，2017.

【通联编辑：梁书】